प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रोस्कोपी क्या है?
प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रोस्कोपी उनके फ्लोरोसेंट गुणों के आधार पर अणुओं के प्रतिदीप्ति का विश्लेषण करती है।
प्रतिदीप्ति वह ल्यूमिनेसिसेंस है जो तब होता है जब एक अणु एक फोटॉन द्वारा इलेक्ट्रॉनिक रूप से उत्तेजित अवस्था में जमीन की स्थिति में लौटने के लिए उत्तेजित होता है।
प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रोस्कोपी कुछ यौगिक अणुओं में इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करने और उन्हें प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए प्रकाश की किरण का उपयोग करता है। प्रकाश एक मोनोक्रोमेटर से होकर गुजरता है और एक डिटेक्टर में प्रवेश करता है जहां इसका पता लगाया जाता है, जिसका उपयोग अणुओं या अणुओं में परिवर्तन को मापने और पहचानने के लिए किया जाता है।
प्रतिदीप्ति स्थिर का परिचय-राज्य स्पेक्ट्रोस्कोपी और आजीवन परीक्षण
प्रतिदीप्ति मोटे तौर पर ल्यूमिनेसिसेंस की घटना को संदर्भित करता है, अणुओं द्वारा उत्सर्जित प्रकाश। चमक कई प्रकार की होती है।
Photoluminescence प्रकाश ऊर्जा या फोटॉन द्वारा उत्तेजित फोटॉनों का उत्सर्जन है।
रासायनिक ऊर्जा से उत्साहित फोटॉनों के ल्यूमिनेसिसेंस के रूप में परिभाषित केमिलुमिनेसेंस में बायोल्यूमिनेसिसेंस शामिल है, जैसा कि फायरफ्लाइज़ और कई समुद्री जीवन में देखा जाता है।
इलेक्ट्रोल्यूमिनेशन फोटॉन का उत्सर्जन है जब विद्युत ऊर्जा या एक मजबूत विद्युत क्षेत्र फोटॉन को उत्तेजित करता है, जैसे कि कुछ प्रकाश अनुप्रयोगों में।
विशेष रूप से, फ्लोरोसेंस एक प्रकार का फोटोल्यूमिनेशन है जहां प्रकाश उत्तेजित अवस्था में इलेक्ट्रॉनों को रखता है। उत्तेजित अवस्था कंपन के माध्यम से पर्यावरण के लिए तेजी से तापीय ऊर्जा खो देती है, और फिर सबसे कम एकल उत्तेजित अवस्था से फोटॉन का उत्सर्जन करती है। यह फोटॉन उत्सर्जन प्रक्रिया ऊर्जा हस्तांतरण और गर्मी के नुकसान सहित अन्य गैर-विकिरण प्रक्रियाओं के साथ प्रतिस्पर्धा करती है।
जब शब्द "प्रतिदीप्ति" का उपयोग किया जाता है, तो समान माप पद्धति आमतौर पर ल्यूमिनेसेंस के उपरोक्त किसी भी वर्ग पर लागू होती है।
प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रोस्कोपी क्या है?
प्रतिदीप्ति उत्तेजना और उत्सर्जन स्पेक्ट्रा एक दूसरे को प्रतिबिंबित करते हैं। प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रोस्कोपी यह देखने के लिए उत्सर्जन और उत्तेजना का उपयोग करती है कि नमूना कैसे बदल रहा है।
चित्र 1: एक प्रतिदीप्ति उत्तेजना स्पेक्ट्रम (नीला) और एक उत्सर्जन स्पेक्ट्रम (बैंगनी) एक दूसरे की दर्पण छवियां हैं
स्थिर-राज्य प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रोस्कोपी तब होती है जब एक अणु एक स्थिर प्रकाश स्रोत द्वारा उत्तेजित होने पर प्रतिदीप्त होता है, और उत्सर्जित फोटॉन या तीव्रता को तरंग दैर्ध्य के एक कार्य के रूप में पाया जाता है। प्रतिदीप्ति उत्सर्जन स्पेक्ट्रम तब होता है जब उत्तेजना तरंगदैर्ध्य तय हो जाती है, उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य स्कैन किया जाता है, और तीव्रता और उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य के बीच संबंध प्राप्त होता है।
प्रतिदीप्ति उत्तेजना स्पेक्ट्रम तब होता है जब उत्सर्जन तरंग दैर्ध्य तय हो जाता है, उत्तेजना मोनोक्रोमेटर तरंग दैर्ध्य को बदलकर, विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर तीव्रता को स्कैन करता है। इस तरह, स्पेक्ट्रम उत्सर्जन का पता लगाने के लिए इष्टतम एकल उत्सर्जन तरंग दैर्ध्य का चयन करने के लिए नमूना और अवशोषण तरंग दैर्ध्य के बारे में जानकारी प्रदान करता है। यह अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी के समान है, लेकिन पता लगाने की सीमा और आणविक विशिष्टता के संदर्भ में एक अधिक संवेदनशील तकनीक है। उत्तेजना स्पेक्ट्रा माप समाधान या नमूने में सभी अवशोषित प्रजातियों के अवशोषण स्पेक्ट्रा के सापेक्ष एकल उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य/प्रजातियों के लिए विशिष्ट हैं। किसी दिए गए फ्लोरोफोर का उत्सर्जन और उत्तेजना स्पेक्ट्रा एक दूसरे की दर्पण छवियां हैं। आमतौर पर, उत्सर्जन स्पेक्ट्रा उत्तेजना या अवशोषण स्पेक्ट्रा की तुलना में उच्च तरंग दैर्ध्य (कम ऊर्जा) पर दिखाई देते हैं
इन दो वर्णक्रमीय प्रकारों (उत्सर्जन और उत्तेजना) का उपयोग यह देखने के लिए किया जाता है कि नमूना कैसे बदलता है। वर्णक्रमीय तीव्रता और शिखर तरंग दैर्ध्य चर जैसे तापमान, एकाग्रता, या आसपास के अणुओं के साथ बातचीत के साथ भिन्न हो सकते हैं। इसमें शमन करने वाले अणु और अणु या ऊर्जा हस्तांतरण में शामिल सामग्री शामिल हैं। कुछ फ्लोरोफोर्स विलायक पर्यावरण के गुणों के प्रति संवेदनशील होते हैं, जैसे पीएच, ध्रुवीयता, और कुछ आयनिक सांद्रता।
किस प्रकार के अणु या पदार्थ प्रतिदीप्ति प्रदर्शित करते हैं?
कुछ सामान्य fluorophores के प्रतिदीप्ति उत्सर्जन स्पेक्ट्रा। फ्लोरोफोरस प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रोस्कोपी में केंद्रीय भूमिका निभाते हैं और इस प्रकार की स्पेक्ट्रोस्कोपी को अत्यधिक संवेदनशील तकनीक बनाते हैं।
चित्र 2: यूवी और दृश्यमान स्पेक्ट्रम में कुछ सामान्य फ्लोरोफोर्स का प्रतिदीप्ति उत्सर्जन स्पेक्ट्रा
फ्लोरोसेंट अणु और सामग्री सभी आकारों और आकारों में आती हैं। कुछ स्वाभाविक रूप से फ्लोरोसेंट होते हैं, जैसे क्लोरोफिल और एमिनो एसिड अवशेष ट्रिप्टोफैन (टीआरपी), फेनिलएलनिन (पीएचई) और टायरोसिन (टायर)। अन्य अणु स्थिर कार्बनिक रंगों या टैग के रूप में संश्लेषित होते हैं जिन्हें अन्य गैर-फ्लोरोसेंट सिस्टम में जोड़ा जा सकता है। आम तौर पर, कार्बनिक फ्लोरोसेंट अणुओं में संरचनात्मक विशेषताएं होती हैं जैसे सुगंधित छल्ले और π-संयुग्मित इलेक्ट्रॉन। उनके आकार और संरचना के आधार पर, कार्बनिक रंग पराबैंगनी से लेकर निकट-इन्फ्रारेड तक की तरंग दैर्ध्य में प्रकाश उत्सर्जित करते हैं।
नीचे कुछ यादृच्छिक सामान्य फ़्लोरोफ़ोर्स दिए गए हैं जिनका उत्सर्जन यूवी-विज़ रेंज में फैले हुए देखा जा सकता है। कुछ दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के लिए, जैसे कि लैंथेनाइड्स, उच्च इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स के भरे जाने के कारण, धातु के लिगैंड से चार्ज ट्रांसफर के कारण इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण 4f-5d या यहां तक कि 4f-4f ऑर्बिटल्स के बीच होते हैं। (बंजली, 1989) प्रकृति में प्रकाश का उत्सर्जन करने वाले कई अणु हैं, जैसे कुछ अमीनो एसिड, क्लोरोफिल और प्राकृतिक रंगद्रव्य। फिर भी अन्य को फ्लोरेसेंस स्पेक्ट्रोस्कोपी में विशेष उपयोग के लिए सावधानीपूर्वक डिजाइन किया गया है
फ्लोरोसेंट अणुओं और सामग्रियों के उदाहरण:
अमीनो एसिड (Trp, Phe, Tyr)
बेस पेयर डेरिवेटिव्स (2-AP, 3-MI, 6-MI, 6-MAP, pyrrole-c, tC)
क्लोरोफिल
फ्लोरोसेंट प्रोटीन (एफपी)
कार्बनिक रंग (फ्लोरेसिन, रोडामाइन, एन-एमिनोकौमरिन और उनके डेरिवेटिव)
दुर्लभ पृथ्वी तत्व (लैंथेनाइड्स)
सेमीकंडक्टर
क्वांटम डॉट्स
सिंगल-दीवार वाले कार्बन नैनोट्यूब
सौर बैटरी
वर्णक, इलेक्ट्रोप्लेटिंग
भास्वर
अधिक…
अन्य अणु और सामग्री जैसे फ्लोरोसेंट प्रोटीन, अर्धचालक, फॉस्फोर, और दुर्लभ पृथ्वी तत्व आमतौर पर फ्लोरोसेंट नमूनों का उपयोग किया जाता है। संयुग्मित सुगंधित हाइड्रोकार्बन या डायन युक्त पॉलिमर में अक्सर फ्लोरोसेंट गुण होते हैं। बेशक, वैज्ञानिक भी नई सामग्री के निर्माण पर काम कर रहे हैं।
